JP4106451B2 - 車両用駆動装置及び車両用駆動装置の前後進切換機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用駆動装置及び車両用駆動装置の前後進切換機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンを横置き配置したベルト式無段変速機を用いた車両用駆動装置は、例えば特開平６−２２１３８６号公報に開示され、かつ図５にそのスケルトン図を示すように、エンジン１０１、フルードカップリング１０２、前後進切換機構１０５、ベルト式無段変速機１１０を車体幅方向に同軸上に設け、無段変速機１１０によって無段変速された出力をリダクション機構１２０を介してデファレンシャル装置１３０に伝動し、デファレンシャル装置１３０によって左右の車輪に分配するように構成されている。
【０００３】
各部の構成について説明すると、前後進切換機構１０５はフルードカップリング１０２を介在してエンジン１０１のクランク軸１０１ａに連結された入力軸１０３と常時一体に回転するサンギヤ１０６ａと、リングギヤ１０６ｂと、互いに噛み合うと共にサンギヤ１０６ａ及びリングギヤ１０６ｂに噛み合う複数のピニオンギヤ１０６ｃ、１０６ｄと、ピニオンギヤ１０６ｃ、１０６ｄを回転自在に支持するキャリヤ１０６ｅとを具備するダブルピニオン式プラネタリギヤ１０６を有している。キャリヤ１０６ｅと出力軸１０３との間に選択的に切り換えて動力伝達する前進用クラッチ１０７が配設され、リングギヤ１０６ｂは後退用ブレーキ１０８によってケーシング１０９に固定可能に構成されている。
【０００４】
ベルト式無段変速機１１０は、入力軸１０３と同軸上に配置されたプライマリ軸１１１と、このプライマリ軸１１１と平行配置されたセカンダリ軸１１２と、これらプライマリ軸１１１及びセカンダリ軸１１２に各々設けられたプライマリプーリ１１３及びセカンダリプーリ１１４と、これらプーリ１１３と１１４の間に巻き掛けられた駆動ベルト１１５とを有し、プーリ１１３、１１４のプーリ溝幅を変えることによって各プーリ１１３、１１４に対する駆動ベルト１１５の有効巻き付け径の比率を変えて無段階に変速するように構成されている。
【０００５】
リダクション機構１２０は、無段変速機１１０のセカンダリ軸１１２に設けられたドライブギヤ１２１と、ドライブギヤ１２１に噛み合うアイドラギヤ１２２と、デファレンシャル装置１３０のファイナルギヤ１３２に噛み合うピニオンギヤ１２３とを有し、アイドラギヤ１２２とピニオンギヤ１２３はアイドラ軸１２４によって一体に結合されてケーシング１０９に回転自在に支持されている。
【０００６】
デファレンシャル装置１３０は、ケーシング１０９に回転自在に支持された中空状のデフケース１３１を有し、デフケース１３１にリダクション機構１２０のピニオンギヤ１２３と噛み合うファイナルギヤ１３２が設けられ、かつデフケース１３１内にはデフケース１３１に両端が支持されたピニオン軸１３３により一対のピニオン１３４が設けられ、両ピニオン１３４に左右のサイドギヤ１３５が噛み合い、両サイドギヤ１３５から図示しないジョイント及びアクスル軸を介して左右の駆動輪に動力伝達されるように構成されている。
【０００７】
このような構成において、前進時には前後進切換機構１０５に配設された前進用クラッチ１０７が締結し、かつ後退用ブレーキ１０８が解放される。これによりサンギヤ１０６ａ及びキャリヤ１０６ｄが一体に回転する状態になり、エンジン１０１による入力軸１０３の回転がプラネタリギヤ１０６のキャリヤ１０６ｅに伝達され、入力軸１０３とプライマリ軸１１１とが一体になって同一方向に回転する。そして、無段変速機１１０で無段変速した動力をセカンダリ軸１１２に出力し、リダクション機構１２０を介してデファレンシャル装置１３０に伝動し、デファレンシャル装置１３０によって左右の駆動輪に分配伝達される。
【０００８】
一方、後退時には、前進用クラッチ１０７を開放し、かつ後退用ブレーキ１０８が締結される。これによりリングギヤ１０６ｂがケーシング１０９に固定され、入力軸１０３の回転がプラネタリギヤ１０６のサンギヤ１０６ａに伝達される。プラネタリギヤ１０６は入力側のサンギヤ１０６ａにより互いに噛合するピニオン１０６ｃ、１０６ｄが逆回転しつつリングギヤ１０６ｂに沿って回転してキャリヤ１０６ｅをサンギヤ１０６ａと逆方向に減速して回転駆動せしめ、無段変速機１１０で無段変速した動力をセカンダリ軸１１２に出力し、リダクション機構１２０を介してデファレンシャル装置１３０に伝動し、デファレンシャル装置１３０によって左右の駆動輪に分配伝達される。
【０００９】
また、ニュートラル時には、前進用クラッチ１０７及び後退用ブレーキ１０８を共に解放することによってプラネタリギヤ１０６のサンギヤ１０６ａは回転駆動されるものの、プラネタリギヤ１０６が空転してこれ以降の動力伝達はされない。
【００１０】
従って、前進用クラッチ１０７と後退用ブレーキ１０８の作動切換えにより前後進切り換えができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平６−２２１３８６号公報によると、前後進切換機構１０５の前進用クラッチ１０７及び後退用ブレーキ１０８の切り換え制御にってプレネタリギヤ１０６の作動が切り換えられて前後進の切り換えが行われる。
【００１２】
しかし、前後進切換機構１０５に使用されるプラネタリギヤ１０６は、高精度が要求され、かつ前進用クラッチ１０７及び後退用ブレーキ１０８を配設することから構成が複雑になり、前後進切換機構１０５の外形形状が大きくなると共に多くの製造コストを要する。
【００１３】
また、車両停止時等駆動輪の回転が停止している状態では、互いに動力伝達可能に形成されたデファレンシャル装置１３０及びリダクション機構１２０を介して停止状態の駆動輪によって無段変速機１１０のセカンダリ軸１１２の回転が拘束される。この拘束に起因するセカンダリ軸１１２の回転停止により無段変速機１１０の作動が停止した状態ではプライマリプーリ１１３及びセカンダリプーリ１１４の溝幅を制御することができず、車両停止時における変速比の制御ができない。この結果、例えば無段変速機１１０が十分に変速比最大側（ＬＯＷ側）に変速制御されていない状態で車両が停止すると、その停止時の変速比が保持され、次の車両発進時にはその変速比状態から発進することになり円滑な車両発進に影響を及ぼす場合がある。これは、特に車庫入れや縦列駐車等の前進と後退が繰り返し行われるときに顕著である。
【００１４】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の第１の目的は、構造の簡素化による製造コストの抑制が得られると共に車両停止時おけるベルト式変速機の変速制御が可能な車両用駆動装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第２の目的は、構造の簡素化により製造コストの抑制が得られる車両用駆動装置の前後進切換機構を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成する請求項１に記載の車両用駆動装置の発明は、プライマリ軸に設けられたプーリ溝幅が可変のプライマリプーリとセカンダリ軸に設けられたプーリ溝幅が可変のセカンダリプーリとに駆動ベルトを巻き掛け、各プーリのプーリ溝幅を変えることによって各プーリに対する駆動ベルトの有効巻き付け径の比率を変えて無段階に変速するベルト式無段変速機と、前後進切り換えする前後進切換機構と、駆動輪に動力伝達するデファレンシャル装置とを備えた車両用駆動装置において、上記前後進切換機構は、固定部材に回転自在に支持された回転軸と、上記回転軸に該回転軸の軸心と直交して配置されたピニオン軸と、該ピニオン軸に回転自在に軸支されたピニオンギヤと、上記回転軸に回転自在に軸支されて上記デファレンシャル装置に伝動すると共に上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられた出力軸と、上記回転軸に回転自在に軸支されて上記セカンダリ軸から伝動されると共に、上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられたドリブンギヤと、上記ドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進位置、上記回転軸を固定部材に固定する後退位置、ドリブンギヤと回転軸の間及び回転軸と固定部材の間の回転を許容するニュートラル位置の各位置に切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１の発明によると、前後進切換機構が、固定部材に軸支された回転軸に設けられたピニオン軸にピニオンギヤを設け、回転軸にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが形成された出力軸を回転自在に設けると共に、セカンダリ軸によって伝動されると共にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤ有するドリブンギヤを回転軸に回転自在に配置し、切換手段によってドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進状態と、回転軸を固定部材に結合する後退状態と、ドリブンギヤと回転軸及び回転軸と固定部材との結合を共に解除するニュートラル状態に切り換える比較的簡素な構成によって形成でき、従来の高精度が要求されるプラネタリギヤを用いた前後進切換機構に比べ、各構成部材の要求精度及び構成部材の組み立ての要求精度が大幅に緩和でき、大幅な製造コストの低減が期待できる。
【００１８】
また、例えば、前進位置から後退位置、或いは後退位置から前進位置に切り換える際、前進位置或いは後退位置からニュートラル位置への切り換えによりドリブンギヤが出力軸に対して空転が可能な状態になり、停車状態においての無段変速機を変速比最大側へ変速する制御ができ、この変速比最大側に変速制御された状態からの円滑な後退或いは前進発進が確保できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１の車両用駆動装置において、上記切換手段は、上記ドリブンギヤに設けられたスプラインと、上記固定部材に設けられたスプラインと、該ドリブンギヤと上記固定部材との間で上記回転軸に設けられたハブと、上記ハブに常時スプライン嵌合するスリーブとを備え、上記スリーブが、ハブにのみ噛み合うニュートラル位置と、上記ハブとドリブンギヤのスプラインとに共に噛み合う前進位置と、上記ハブと固定部材のスプラインとに共に噛み合う後退位置との各位置に移動するこことを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明によると、ドリブンギヤに形成されたスプライン、固定部材に設けられたスプライン、回転軸に設けられたハブ及びこれらに選択的に係合するスリーブよる簡単な構成でかつコンパクトに切換手段を形成することができる。
【００２１】
上記第２の目的を達成する請求項３に記載の車両用駆動装置の前後進切換機構の発明は、エンジン側からの動力を前後進切り換えしてデファレンシャル側に出力する車両用駆動装置の前後進切換機構において、固定部材に回転自在に支持された回転軸と、該回転軸に回転軸の軸心と直交して配置されたピニオン軸と、該ピニオン軸に回転自在に軸支されたピニオンギヤと、上記回転軸に回転自在に軸支されて上記デファレンシャル側に伝動すると共に上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられた出力軸と、上記回転軸に回転自在に軸支されて上記エンジン側から伝動されると共に上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられたドリブンギヤと、上記ドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進位置と上記回転軸を固定部材に固定する後退位置の各位置に切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３の発明によると、前後進切換機構が、固定部材に軸支された回転軸に設けられたピニオン軸にピニオンギヤを設け、回転軸にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが形成された出力軸を回転自在に設けると共に、エンジン側から伝動されると共にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤ有するドリブンギヤを回転軸に回転自在に配置し、切換手段によってドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進状態と、回転軸を固定部材に結合する後退状態とに切り換える比較的簡素な構成で形成され、従来の高精度が要求されるプラネタリギヤを用いた前後進切換機構に比べ、各構成部材の要求精度及び構成部材の組み立ての要求精度が大幅に緩和でき、大幅な製造コストの低減が期待できる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項３の車両用駆動装置の前後進切換機構において、上記切換手段は、該切換手段によって切り換えられるドリブンギヤと回転軸の間及び回転軸と固定部材の間の回転を許容するニュートラル位置を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項４の発明によると、請求項３にニュートラル位置を付与することによって利用性の向上が得られる。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、請求項４の車両用駆動装置の前後進切換機構において、上記切換手段は、上記ドリブンギヤに設けられたスプラインと、上記固定部材に設けられたスプラインと、該ドリブンギヤと上記固定部材との間で回転軸に設けられたハブと、上記ハブに常時スプライン嵌合するスリーブとを備え、上記スリーブが、ハブにのみ噛み合うニュートラル位置と、上記ハブとドリブンギヤのスプラインとに共に噛み合う前進位置と、上記ハブと固定部材のスプラインとに共に噛み合う後退位置との各位置に移動するこことを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明によると、ドリブンギヤに形成されたスプライン、固定部材に設けられたスプライン、回転軸に設けられたハブ及びこれらに選択的に係合するスリーブよる簡単な構成でかつコンパクトに入力手段を形成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両用駆動装置及び車両用駆動装置の前後進切換機構の実施の形態を、図１乃至図４を参照して説明する。
【００２８】
図１は車両用駆動装置１の全体概要を示すスケルトン図である。この車両駆動装置１は、図示しないエンジン、固定部材であるケーシング２内に収容されたトルクコンバータ或いはフルードカップリング、本実施の形態ではトルクコンバータ３、発進クラッチ７、ベルト式無段変速機１０を車体幅方向に同軸上に設け、無段変速機１０のセカンダリ軸１２からの出力をリダクション機能を備えた前後進切換機構２０を介してデファレンシャル装置４０に伝動し、デファレンシャル装置４０によって左右の車輪に分配するように構成されている。
【００２９】
各部の構成について説明すると、トルクコンバータ３は、エンジンのクランク軸と同軸上に配置された入力軸４、エンジンのクランク軸に連結されたインペラ５、インペラ５に対向して入力軸４に結合されたタービン６を有し、インペラ５の回転によってインペラ５内のオイルが遠心力により外側に放出され、そのオイルがタービン６の外側から流入してタービン６にインペラ５の回転と同方向のトルクを伝達することにより、タービン６と結合する入力軸４を回転駆動する。
【００３０】
無段変速機１０は、入力軸４と同軸上に配置されて発進クラッチ７を介して入力軸４に連結されたプライマリ軸１１と、このプライマリ軸１１と平行配置されて無段変速機１０の出力軸であるセカンダリ軸１２と、これらプライマリ軸１１及びセカンダリ軸１２に各々設けられたプライマリプーリ１３及びセカンダリプーリ１４と、これらプーリ１３と１４間に巻き掛けられた駆動ベルト１５とを有している。そして、プライマリプーリ１３に配設された油圧アクチュエータ１６及びセカンダリプーリ１４に設けられた油圧アクチュエータ１７によってプライマリプーリ１３及びセカンダリプーリ１４の各プーリ溝幅を変えることによってプライマリプーリ１３及びセカンダリプーリ１４に対する駆動ベルト１５の有効巻き付け径の比率を変えて無段階に変速するように構成されている。
【００３１】
即ち、アップシフト時にはプライマリプーリ１３のプーリ溝幅を減少させてプライマリプーリ１３に対する駆動ベルト１５の有効巻き付け径を増大する一方、セカンダリプーリ１４のプーリ溝幅を増大させてセカンダリプーリ１４に対する駆動ベルト１５の有効巻き付け径を減少することによって変速比最大側（ＬＯＷ側）から変速比最小側（ＯＤ側）へ変速制御する。一方、ダウンシフト時にはプライマリプーリ１３のプーリ溝幅を増大させて駆動ベルト１５の有効巻き付け径を減少すると共に、セカンダリプーリ１４のプーリ溝幅を減少させて駆動ベルト１５の有効巻き付け径を増大することによってＯＤ側からＬＯＷ側へ変速制御する。
【００３２】
前後進切換機構２０は、図１及び図２に要部断面図を示し、かつ図３に図１のＡ部拡大図を示すように、セカンダリ軸１２と平行配置されて両端が各々ベアリング２１、２２を介してケーシング２に回転自在に支持された回転軸２３を有し、回転軸２３は一端が軸端に開口して軸心に沿って潤滑油供給孔２４が穿設されると共に、回転軸２３の長さ方向略中央部に軸心と直交してピニオン軸２５が貫通して配設されている。回転軸２３から突出するピニオン軸２５の両端部には、回転軸２３に球面状に凹設された各ピニオン嵌合部２３ａに嵌合すると共にクリップ２７によって抜け止めされたピニオンギヤ２６が回転自在に軸支されている。
【００３３】
回転軸２３には、ピニオンギヤ２６を隔ててデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２に噛み合うドライブギヤ２８ａ及び各ピニオンギヤ２６に噛み合うサイドギヤ２８ｂが形成された出力軸２８が回転自在に軸支されると共に、無段変速機１０セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９に噛み合うと共に各ピニオンギヤ２６に噛み合うサイドギヤ３０ｂが形成されたドリブンギヤ３０が回転自在に軸支され、ドリブンギヤ３０とケーシング２との間に切換手段３１が配置されている。
【００３４】
回転軸２３に穿設された潤滑油供給孔２４は、潤滑油噴出孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ等を介して各々回転軸２３と出力軸２８との摺動部、ピニオン嵌合部２３ａとピニオンギヤ２６の摺動部、及び回転軸２３とドリブンギヤ３０の摺動部に連通し、潤滑油供給孔２４からの潤滑油を該部に供給するように構成されている。
【００３５】
切換手段３１は、ドリブンギヤ３０とベアリング２２との間で回転軸２３にスプライン嵌合して設けられたハブ３２と、ハブ３２に常時スプライン嵌合するスリーブ３３と、ドリブンギヤ３０に設けられたスプライン３０ａと、回転軸２３と同軸上で先端にスプライン３４ａが形成さたリング状でケーシング２に取付ボルト３５によって取り付けられた係止部材３４によって形成される。ここでスリーブ３３は、ハブ３２にのみ噛み合うニュートラル位置Ｎと、ハブ３２とドリブンギヤ３０のスプライン３０ａとに共に噛み合う前進位置Ｄと、ハブ３２と係止部材３４のスプライン３４ａとに共に噛み合う後退位置Ｒとの間で回転軸２３の延在方向に移動可能に構成されている。なお、このスリーブ３３のニュートラル位置Ｎ、前進位置Ｄ、後退位置Ｎの各位置への切り換え動作は電動モータ、油圧シリンダ機構、空気圧シリンダ機構等のアクチュエータによって行われる。
【００３６】
このスリーブ３３が前進位置Ｄにおいて、ドリブンギヤ３０と回転軸２３がスリーブ３３及びハブ３２を介して動力伝達可能に結合され、無段変速機１０のセカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９からドリブンギヤ３０に伝動された動力は、図４（ａ）に動力伝達系路を太線で示すようにドリブンギヤ３０からスリーブ３３、ハブ３２を介して回転軸２３に伝達され、回転軸２３からピニオン軸２５及びピニオンギヤ２６介して出力軸２８に伝達されると共に、ドリブンギヤ３０からピニオン２６を介して出力軸２８に伝達され、ドリブンギヤ３０と回転軸２３及び出力軸２８が一体的に回転し、ドリブンギヤ３０と同方向に一体的に回転する出力軸２８のドライブギヤ２８ａによってデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２に伝動する。このときドライブギヤ２９、ドリブンギヤ３０、ドライブギヤ２８ａの歯車諸元に従って減速されてファイナルギヤ４２に動力伝達される。
【００３７】
また、スリーブ３３が後退位置Ｒにおいて、ドリブンギヤ３０と回転軸２３との伝動が解除され、回転軸２３がハブ３２及びスリーブ３３を介して係止部材３４に係止されてハウジング２に固定される。セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９からドリブンギヤ３０に入力された動力は、図４（ｂ）に動力伝達系路を太線で示すようにドリブンギヤ３０のサイドギヤ３０ｂに噛み合うピニオンギヤ２６が回転駆動され、ピニオンギヤ２６を介してサイドギヤ２８ｂが噛み合う出力軸２８をドリブンギヤ３０と反対方向に回転駆動する。そして出力軸２８のドライブギヤ２８ａによってデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２に伝動する。このとき、ドライブギヤ２９、ドリブンギヤ３０、ドライブギヤ２８ａ、及びドリブンギヤ３０のサイドギヤ３０ｂ、出力軸２８のサイドギヤ２８ｂ等の歯車諸元に従って減速されてファイナルギヤ４２に動力伝達される。
【００３８】
また、スリーブ３３がニュートラル位置Ｎにおいて、セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９からドリブンギヤ３０に入力された動力は、図４（ｃ）に動力伝達系路を太線で示すように、ドリブンギヤ３０は回転しても回転軸２４及びピニオンギヤ２６が空転してこれ以降への動力伝達は行われない。
【００３９】
デファレンシャル装置４０は、ケーシング２に回転自在に支持された中空状のデフケース４１を有し、デフケース４１に前後進切換装置２０の出力軸２８に形成されたドライブギヤ２８ａに噛み合うファイナルギヤ４２が設けられ、かつデフケース４１内にはデフケース４１に両端が支持されたピニオン軸４３により一対のピニオン４４が設けられ、両ピニオン４４に左右の各サイドギヤ４５が噛み合い、両サイドギヤ４５から図示しないジョイント及びアクスル軸を介して左右の駆動輪に動力伝達されるように構成されている。
【００４０】
次に、このように構成された車両駆動装置１の作動を説明する。
【００４１】
前進時には、発進クラッチ７が締結状態で、前後進切換機構２０の切換手段３１のスリーブ３３が、ハブ３２とドリブンギヤ３０のスプライン３０ａとに共に噛み合う前進位置Ｄに設定される。これによりエンジンによりトルクコンバータ３及び発進クラッチ７を介して無段変速機１０のプライマリ軸１１がエンジンと同一方向に回転駆動される。そして、無段変速機１０で無段変速した動力がセカンダリ軸１２に出力し、セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９に噛み合う前後進切換装置２０のドリブンギヤ３０を回転駆動する。
【００４２】
ドリブンギヤ３０が回転駆動された前後進切換機構２０は、スリーブ３３が前進位置Ｄであり、ドリブンギヤ３０と回転軸２３がスリーブ３３及びハブ３２を介して動力伝達可能に結合され、ドライブギヤ２９からドリブンギヤ３０に入力された動力がドリブンギヤ３０から回転軸２３に伝達されると共に、ドリブンギヤ３０からピニオン２６を介して出力軸２８に伝達されてドリブンギヤ３０と回転軸２３及び出力軸２８が一体的に回転し、ドリブンギヤ３０と同方向に一体的に回転する出力軸２８のドライブギヤ２８ａによってデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２を回転駆動する。そして、デファレンシャル装置４０の左右のサイドギヤ４５からジョイント及びアクスル軸を介して左右の駆動輪に動力伝達される。
【００４３】
この前進状態から、例えば後退への切り換えは、車両を停止して前後進切換機構２０に設けられた切換手段３１のスリーブ３３を前進位置Ｄからニュートラル位置Ｎを経て後退位置Ｒに移動することによって行われる。
【００４４】
この切り換えの際、スリーブ３３が前進位置Ｄからニュートラル位置Ｎへの切り換えによりスリーブ３３は、ドリブンギヤ３０のスプライン３０ａとハブ３２との結合が解除されてハブ３２にのみ嵌合し、ドリブンギヤ３０が出力軸２８に対して空転可能な状態になり、ドリブンギヤ３０に噛み合うドライブギヤ２９が設けられた無段変速機１０のセカンダリ軸１２は回転可能な状態に維持される。ここで、無段変速機１０がＬＯＷ側への変速制御が十分にされていない場合には、発進クラッチ７の締結状態が引き続き連続して維持され、エンジンによるプライマリ軸１１の回転駆動を続けると共に、無段変速機１０をＬＯＷ側へ変速制御した後に発進クラッチ７の締結が解除される。
【００４５】
しかる後、スリーブ３３がハブ３２にのみ嵌合するニュートラル位置Ｎからハブ３２と係止部材３４のスプライン３４ａとに係合する後退位置Ｒに切り換えられる。このスリーブ３３の後退位置Ｒへの切り換えにより、前後進切換機構２０のドリブンギヤ３０と回転軸２３の動力伝達が解除され、回転軸２３が係止部材３２に固定され、かつ発進クラッチ７が締結される。
【００４６】
これによりエンジンによってトルクコンバータ３及び発進クラッチ７を介して無段変速機１０のプライマリ軸１１がエンジンと同一方向に回転駆動される。そして、無段変速機１０で無段変速した動力がセカンダリ軸１２に出力し、セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９に噛み合う前後進切換機構２０のドリブンギヤ３０を回転駆動する。
【００４７】
ドリブンギヤ３０に入力された動力は、ドリブンギヤ３０のサイドギヤ３０ｂとピニオンギヤ２６を介して噛み合うサイドギヤ２８ｂが形成された出力軸２８をドリブンギヤ３０と反対方向に回転駆動し、ドライブギヤ２８ａによってデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２を回転駆動する。そして、デファレンシャル装置４０から左右の駆動輪に動力伝達して後退発進する。この後退発進の際には、予め無段変速機１０がＬＯＷ側へ変速制御されていることから、このＬＯＷ側に変速制御された状態から円滑に発進することができる。
【００４８】
また、後退状態から前進への切り換えは、車両を停止して前後進切換機構２０に設けられた切換手段３１のスリーブ３３を後退位置Ｒからニュートラル位置Ｎを経て前進位置Ｄに移動することによって行われる。
【００４９】
この切り換えの際、スリーブ３３が後退位置Ｒからニュートラル位置Ｎへの切り換えによりスリーブ３３が、係止部材３４のスプライン３４ａとハブ３２との結合が解除されてハブ３２にのみ嵌合し、ドリブンギヤ３０が出力軸２８に対してピニオンギヤ２６等を介して空転が可能な状態になり、ドリブンギヤ３０に噛み合うドライブギヤ２９が設けられた無段変速機１０のセカンダリ軸１２は回転可能な状態に維持され、無段変速機１０がＬＯＷ側への変速制御が十分にされていない場合には、発進クラッチ７の締結状態が引き続き連続して維持されてエンジンによるプライマリ軸１１の回転駆動を続けると共に、無段変速機１０をＬＯＷ側へ変速制御され、このＬＯＷ側に変速制御された状態からの円滑な前進発進が確保できる。
【００５０】
これにより、例えば車両の前進及び後退が繰り返される縦列駐車や、車庫入れ等の際、及び駐車後の車両発進等における各発進が、無段変速機１０がＬＯＷ側へ変速制御された状態から行われ、円滑な車両の発進が開始されて操縦性及び取り回し性が得られる。
【００５１】
また、前後進切換機構２０が、ケーシング２に回転自在に支持された回転軸２３に設けられたピニオン軸２５にピニオンギヤ２６を設け、回転軸２３にデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２に噛み合うドライブギヤ２８ａ及び各ピニオンギヤ２６に噛み合うサイドギヤ２８ｂが形成された出力軸２８を回転自在に設けると共に、セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９に噛み合うと共に各ピニオンギヤ２６に噛み合うサイドギヤ３０ｂを備えたドリブンギヤ３０を回転軸２３に回転自在に配置した構成は、従来の高精度が要求されるプラネタリギヤを用いた前後進切換機構に比べ、各構成部材の要求精度及び構成部材の組み立ての要求精度が大幅に緩和できる。更に、切換手段３１がドリブンギヤ３０と回転軸２３を動力伝達可能に結合する前進状態と、回転軸２３をケーシング２に結合する後退状態と、ドリブンギヤ３０と回転軸２３及び回転軸２３とケーシング２との結合を共に解除するニュートラル状態に切り換える比較的簡素な構成で形成され、大幅な製造コストの低減が期待できる。
【００５２】
また、切換手段３１が回転軸２３に設けられたハブ３２と、ハブ３２に噛み合うスリーブ３３と、ドリブンギヤ３０のスプライン３０ａと、スプライン３４ａが形成さた係止部材３４等によって構成でき、従来の多板クラッチや多板ブレーキによって形成された前進用クラッチ及び後退用ブレーキによる作動切換による前後進切換機構に比べ大幅な簡素化及びコンパクト化が得られ、かつ製造コストの抑制が可能である。
【００５３】
また、従来の横置き配置されたエンジンのクランク軸と同軸上にトルクコンバータ、前後進切換機構、無段変速機を配置した駆動装置に対し、トルクコンバータと無段変速機との間の短縮が可能になり、車幅方向における駆動装置全長の短縮が可能となり、駆動装置のコンパクト化が可能になると共に、エンジンルーム内への車載性及びエンジンルーム内の作業性の向上が期待できる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明した本発明の車両用駆動装置及び前後進切換機構によると、前後進切換機構が、固定部材に軸支された回転軸に設けられたピニオン軸にピニオンギヤを設け、回転軸にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが形成された出力軸を回転自在に設けると共に、セカンダリ軸によって伝動されると共にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤを有するドリブンギヤを回転軸に回転自在に配置し、切換手段によってドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進状態と、回転軸をケーシングに結合する後退状態と、ドリブンギヤと回転軸及び回転軸と固定部材との結合を共に解除するニュートラル状態に切り換える比較的簡素な構成で形成され、従来の高精度が要求されるプラネタリギヤを用いた前後進切換機構に比べ、各構成部材の要求精度及び構成部材の組み立ての要求精度が大幅に緩和でき、大幅な製造コストの低減が期待できる。
【００５５】
また、例えば、前進状態から後退状態、或いは後退状態から前進状態に切り換える際、ニュートラル状態に切り換えられてドリブンギヤが出力軸に対して空転が可能な状態になり、停車状態における無段変速機をＬＯＷ側へ変速制御でき、このＬＯＷ側に変速制御された状態からの円滑な後退或いは前進発進が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用駆動装置の全体概要を示すスケルトン図である。
【図２】前後進切換機構の要部断面図である。
【図３】図１のＡ部拡大図である。
【図４】前後進切換機構の作動説明図であり、（ａ）は前進状態を示し、（ｂ）は後退状態を示し、（ｃ）はニュートラル状態を示す図である。
【図５】従来の車両駆動装置の概要を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
１ 車両用駆動装置
２ ケーシング（固定部材）
３ トルクコンバータ
４ 入力軸
１０ ベルト式無段変速機
１１ プライマリ軸
１２ セカンダリ軸
１３ プライマリプーリ
１４ セカンダリプーリ
１５ 駆動ベルト
２０ 前後進切換機構
２３ 回転軸
２５ ピニオン軸
２６ ピニオンギヤ
２８ 出力軸
２８ａ ドライブギヤ
２８ｂ サイドギヤ
２９ ドライブギヤ
３０ ドリブンギヤ
３０ａ スプライン
３０ｂ サイドギヤ
３１ 切換手段
３２ ハブ
３３ スリーブ
３０ａ スプライン
３４ａ スプライン
３４ 係止部材
４０ デファレンシャル装置
４２ ファイナルギヤ
Ｎ ニュートラル位置
Ｄ 前進位置
Ｒ 後退位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用駆動装置及び車両用駆動装置の前後進切換機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンを横置き配置したベルト式無段変速機を用いた車両用駆動装置は、例えば特開平６−２２１３８６号公報に開示され、かつ図５にそのスケルトン図を示すように、エンジン１０１、フルードカップリング１０２、前後進切換機構１０５、ベルト式無段変速機１１０を車体幅方向に同軸上に設け、無段変速機１１０によって無段変速された出力をリダクション機構１２０を介してデファレンシャル装置１３０に伝動し、デファレンシャル装置１３０によって左右の車輪に分配するように構成されている。
【０００３】
各部の構成について説明すると、前後進切換機構１０５はフルードカップリング１０２を介在してエンジン１０１のクランク軸１０１ａに連結された入力軸１０３と常時一体に回転するサンギヤ１０６ａと、リングギヤ１０６ｂと、互いに噛み合うと共にサンギヤ１０６ａ及びリングギヤ１０６ｂに噛み合う複数のピニオンギヤ１０６ｃ、１０６ｄと、ピニオンギヤ１０６ｃ、１０６ｄを回転自在に支持するキャリヤ１０６ｅとを具備するダブルピニオン式プラネタリギヤ１０６を有している。キャリヤ１０６ｅと出力軸１０３との間に選択的に切り換えて動力伝達する前進用クラッチ１０７が配設され、リングギヤ１０６ｂは後退用ブレーキ１０８によってケーシング１０９に固定可能に構成されている。
【０００４】
ベルト式無段変速機１１０は、入力軸１０３と同軸上に配置されたプライマリ軸１１１と、このプライマリ軸１１１と平行配置されたセカンダリ軸１１２と、これらプライマリ軸１１１及びセカンダリ軸１１２に各々設けられたプライマリプーリ１１３及びセカンダリプーリ１１４と、これらプーリ１１３と１１４の間に巻き掛けられた駆動ベルト１１５とを有し、プーリ１１３、１１４のプーリ溝幅を変えることによって各プーリ１１３、１１４に対する駆動ベルト１１５の有効巻き付け径の比率を変えて無段階に変速するように構成されている。
【０００５】
リダクション機構１２０は、無段変速機１１０のセカンダリ軸１１２に設けられたドライブギヤ１２１と、ドライブギヤ１２１に噛み合うアイドラギヤ１２２と、デファレンシャル装置１３０のファイナルギヤ１３２に噛み合うピニオンギヤ１２３とを有し、アイドラギヤ１２２とピニオンギヤ１２３はアイドラ軸１２４によって一体に結合されてケーシング１０９に回転自在に支持されている。
【０００６】
デファレンシャル装置１３０は、ケーシング１０９に回転自在に支持された中空状のデフケース１３１を有し、デフケース１３１にリダクション機構１２０のピニオンギヤ１２３と噛み合うファイナルギヤ１３２が設けられ、かつデフケース１３１内にはデフケース１３１に両端が支持されたピニオン軸１３３により一対のピニオン１３４が設けられ、両ピニオン１３４に左右のサイドギヤ１３５が噛み合い、両サイドギヤ１３５から図示しないジョイント及びアクスル軸を介して左右の駆動輪に動力伝達されるように構成されている。
【０００７】
このような構成において、前進時には前後進切換機構１０５に配設された前進用クラッチ１０７が締結し、かつ後退用ブレーキ１０８が解放される。これによりサンギヤ１０６ａ及びキャリヤ１０６ｄが一体に回転する状態になり、エンジン１０１による入力軸１０３の回転がプラネタリギヤ１０６のキャリヤ１０６ｅに伝達され、入力軸１０３とプライマリ軸１１１とが一体になって同一方向に回転する。そして、無段変速機１１０で無段変速した動力をセカンダリ軸１１２に出力し、リダクション機構１２０を介してデファレンシャル装置１３０に伝動し、デファレンシャル装置１３０によって左右の駆動輪に分配伝達される。
【０００８】
一方、後退時には、前進用クラッチ１０７を開放し、かつ後退用ブレーキ１０８が締結される。これによりリングギヤ１０６ｂがケーシング１０９に固定され、入力軸１０３の回転がプラネタリギヤ１０６のサンギヤ１０６ａに伝達される。プラネタリギヤ１０６は入力側のサンギヤ１０６ａにより互いに噛合するピニオン１０６ｃ、１０６ｄが逆回転しつつリングギヤ１０６ｂに沿って回転してキャリヤ１０６ｅをサンギヤ１０６ａと逆方向に減速して回転駆動せしめ、無段変速機１１０で無段変速した動力をセカンダリ軸１１２に出力し、リダクション機構１２０を介してデファレンシャル装置１３０に伝動し、デファレンシャル装置１３０によって左右の駆動輪に分配伝達される。
【０００９】
また、ニュートラル時には、前進用クラッチ１０７及び後退用ブレーキ１０８を共に解放することによってプラネタリギヤ１０６のサンギヤ１０６ａは回転駆動されるものの、プラネタリギヤ１０６が空転してこれ以降の動力伝達はされない。
【００１０】
従って、前進用クラッチ１０７と後退用ブレーキ１０８の作動切換えにより前後進切り換えができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平６−２２１３８６号公報によると、前後進切換機構１０５の前進用クラッチ１０７及び後退用ブレーキ１０８の切り換え制御にってプレネタリギヤ１０６の作動が切り換えられて前後進の切り換えが行われる。
【００１２】
しかし、前後進切換機構１０５に使用されるプラネタリギヤ１０６は、高精度が要求され、かつ前進用クラッチ１０７及び後退用ブレーキ１０８を配設することから構成が複雑になり、前後進切換機構１０５の外形形状が大きくなると共に多くの製造コストを要する。
【００１３】
また、車両停止時等駆動輪の回転が停止している状態では、互いに動力伝達可能に形成されたデファレンシャル装置１３０及びリダクション機構１２０を介して停止状態の駆動輪によって無段変速機１１０のセカンダリ軸１１２の回転が拘束される。この拘束に起因するセカンダリ軸１１２の回転停止により無段変速機１１０の作動が停止した状態ではプライマリプーリ１１３及びセカンダリプーリ１１４の溝幅を制御することができず、車両停止時における変速比の制御ができない。この結果、例えば無段変速機１１０が十分に変速比最大側（ＬＯＷ側）に変速制御されていない状態で車両が停止すると、その停止時の変速比が保持され、次の車両発進時にはその変速比状態から発進することになり円滑な車両発進に影響を及ぼす場合がある。これは、特に車庫入れや縦列駐車等の前進と後退が繰り返し行われるときに顕著である。
【００１４】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の第１の目的は、構造の簡素化による製造コストの抑制が得られると共に車両停止時おけるベルト式変速機の変速制御が可能な車両用駆動装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第２の目的は、構造の簡素化により製造コストの抑制が得られる車両用駆動装置の前後進切換機構を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成する請求項１に記載の車両用駆動装置の発明は、プライマリ軸に設けられたプーリ溝幅が可変のプライマリプーリとセカンダリ軸に設けられたプーリ溝幅が可変のセカンダリプーリとに駆動ベルトを巻き掛け、各プーリのプーリ溝幅を変えることによって各プーリに対する駆動ベルトの有効巻き付け径の比率を変えて無段階に変速するベルト式無段変速機と、前後進切り換えする前後進切換機構と、駆動輪に動力伝達するデファレンシャル装置とを備えた車両用駆動装置において、上記前後進切換機構は、固定部材に回転自在に支持された回転軸と、上記回転軸に該回転軸の軸心と直交して配置されたピニオン軸と、該ピニオン軸に回転自在に軸支されたピニオンギヤと、上記回転軸に回転自在に軸支されて上記デファレンシャル装置に伝動すると共に上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられた出力軸と、上記回転軸に回転自在に軸支されて上記セカンダリ軸から伝動されると共に、上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられたドリブンギヤと、上記ドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進位置、上記回転軸を固定部材に固定する後退位置、ドリブンギヤと回転軸の間及び回転軸と固定部材の間の回転を許容するニュートラル位置の各位置に切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１の発明によると、前後進切換機構が、固定部材に軸支された回転軸に設けられたピニオン軸にピニオンギヤを設け、回転軸にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが形成された出力軸を回転自在に設けると共に、セカンダリ軸によって伝動されると共にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤ有するドリブンギヤを回転軸に回転自在に配置し、切換手段によってドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進状態と、回転軸を固定部材に結合する後退状態と、ドリブンギヤと回転軸及び回転軸と固定部材との結合を共に解除するニュートラル状態に切り換える比較的簡素な構成によって形成でき、従来の高精度が要求されるプラネタリギヤを用いた前後進切換機構に比べ、各構成部材の要求精度及び構成部材の組み立ての要求精度が大幅に緩和でき、大幅な製造コストの低減が期待できる。
【００１８】
また、例えば、前進位置から後退位置、或いは後退位置から前進位置に切り換える際、前進位置或いは後退位置からニュートラル位置への切り換えによりドリブンギヤが出力軸に対して空転が可能な状態になり、停車状態においての無段変速機を変速比最大側へ変速する制御ができ、この変速比最大側に変速制御された状態からの円滑な後退或いは前進発進が確保できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１の車両用駆動装置において、上記切換手段は、上記ドリブンギヤに設けられたスプラインと、上記固定部材に設けられたスプラインと、該ドリブンギヤと上記固定部材との間で上記回転軸に設けられたハブと、上記ハブに常時スプライン嵌合するスリーブとを備え、上記スリーブが、ハブにのみ噛み合うニュートラル位置と、上記ハブとドリブンギヤのスプラインとに共に噛み合う前進位置と、上記ハブと固定部材のスプラインとに共に噛み合う後退位置との各位置に移動するこことを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明によると、ドリブンギヤに形成されたスプライン、固定部材に設けられたスプライン、回転軸に設けられたハブ及びこれらに選択的に係合するスリーブよる簡単な構成でかつコンパクトに切換手段を形成することができる。
【００２１】
上記第２の目的を達成する請求項３に記載の車両用駆動装置の前後進切換機構の発明は、エンジン側からの動力を前後進切り換えしてデファレンシャル側に出力する車両用駆動装置の前後進切換機構において、固定部材に回転自在に支持された回転軸と、該回転軸に回転軸の軸心と直交して配置されたピニオン軸と、該ピニオン軸に回転自在に軸支されたピニオンギヤと、上記回転軸に回転自在に軸支されて上記デファレンシャル側に伝動すると共に上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられた出力軸と、上記回転軸に回転自在に軸支されて上記エンジン側から伝動されると共に上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられたドリブンギヤと、上記ドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進位置と上記回転軸を固定部材に固定する後退位置の各位置に切り換える切換手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３の発明によると、前後進切換機構が、固定部材に軸支された回転軸に設けられたピニオン軸にピニオンギヤを設け、回転軸にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが形成された出力軸を回転自在に設けると共に、エンジン側から伝動されると共にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤ有するドリブンギヤを回転軸に回転自在に配置し、切換手段によってドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進状態と、回転軸を固定部材に結合する後退状態とに切り換える比較的簡素な構成で形成され、従来の高精度が要求されるプラネタリギヤを用いた前後進切換機構に比べ、各構成部材の要求精度及び構成部材の組み立ての要求精度が大幅に緩和でき、大幅な製造コストの低減が期待できる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項３の車両用駆動装置の前後進切換機構において、上記切換手段は、該切換手段によって切り換えられるドリブンギヤと回転軸の間及び回転軸と固定部材の間の回転を許容するニュートラル位置を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項４の発明によると、請求項３にニュートラル位置を付与することによって利用性の向上が得られる。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、請求項４の車両用駆動装置の前後進切換機構において、上記切換手段は、上記ドリブンギヤに設けられたスプラインと、上記固定部材に設けられたスプラインと、該ドリブンギヤと上記固定部材との間で回転軸に設けられたハブと、上記ハブに常時スプライン嵌合するスリーブとを備え、上記スリーブが、ハブにのみ噛み合うニュートラル位置と、上記ハブとドリブンギヤのスプラインとに共に噛み合う前進位置と、上記ハブと固定部材のスプラインとに共に噛み合う後退位置との各位置に移動するこことを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明によると、ドリブンギヤに形成されたスプライン、固定部材に設けられたスプライン、回転軸に設けられたハブ及びこれらに選択的に係合するスリーブよる簡単な構成でかつコンパクトに入力手段を形成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による車両用駆動装置及び車両用駆動装置の前後進切換機構の実施の形態を、図１乃至図４を参照して説明する。
【００２８】
図１は車両用駆動装置１の全体概要を示すスケルトン図である。この車両駆動装置１は、図示しないエンジン、固定部材であるケーシング２内に収容されたトルクコンバータ或いはフルードカップリング、本実施の形態ではトルクコンバータ３、発進クラッチ７、ベルト式無段変速機１０を車体幅方向に同軸上に設け、無段変速機１０のセカンダリ軸１２からの出力をリダクション機能を備えた前後進切換機構２０を介してデファレンシャル装置４０に伝動し、デファレンシャル装置４０によって左右の車輪に分配するように構成されている。
【００２９】
各部の構成について説明すると、トルクコンバータ３は、エンジンのクランク軸と同軸上に配置された入力軸４、エンジンのクランク軸に連結されたインペラ５、インペラ５に対向して入力軸４に結合されたタービン６を有し、インペラ５の回転によってインペラ５内のオイルが遠心力により外側に放出され、そのオイルがタービン６の外側から流入してタービン６にインペラ５の回転と同方向のトルクを伝達することにより、タービン６と結合する入力軸４を回転駆動する。
【００３０】
無段変速機１０は、入力軸４と同軸上に配置されて発進クラッチ７を介して入力軸４に連結されたプライマリ軸１１と、このプライマリ軸１１と平行配置されて無段変速機１０の出力軸であるセカンダリ軸１２と、これらプライマリ軸１１及びセカンダリ軸１２に各々設けられたプライマリプーリ１３及びセカンダリプーリ１４と、これらプーリ１３と１４間に巻き掛けられた駆動ベルト１５とを有している。そして、プライマリプーリ１３に配設された油圧アクチュエータ１６及びセカンダリプーリ１４に設けられた油圧アクチュエータ１７によってプライマリプーリ１３及びセカンダリプーリ１４の各プーリ溝幅を変えることによってプライマリプーリ１３及びセカンダリプーリ１４に対する駆動ベルト１５の有効巻き付け径の比率を変えて無段階に変速するように構成されている。
【００３１】
即ち、アップシフト時にはプライマリプーリ１３のプーリ溝幅を減少させてプライマリプーリ１３に対する駆動ベルト１５の有効巻き付け径を増大する一方、セカンダリプーリ１４のプーリ溝幅を増大させてセカンダリプーリ１４に対する駆動ベルト１５の有効巻き付け径を減少することによって変速比最大側（ＬＯＷ側）から変速比最小側（ＯＤ側）へ変速制御する。一方、ダウンシフト時にはプライマリプーリ１３のプーリ溝幅を増大させて駆動ベルト１５の有効巻き付け径を減少すると共に、セカンダリプーリ１４のプーリ溝幅を減少させて駆動ベルト１５の有効巻き付け径を増大することによってＯＤ側からＬＯＷ側へ変速制御する。
【００３２】
前後進切換機構２０は、図１及び図２に要部断面図を示し、かつ図３に図１のＡ部拡大図を示すように、セカンダリ軸１２と平行配置されて両端が各々ベアリング２１、２２を介してケーシング２に回転自在に支持された回転軸２３を有し、回転軸２３は一端が軸端に開口して軸心に沿って潤滑油供給孔２４が穿設されると共に、回転軸２３の長さ方向略中央部に軸心と直交してピニオン軸２５が貫通して配設されている。回転軸２３から突出するピニオン軸２５の両端部には、回転軸２３に球面状に凹設された各ピニオン嵌合部２３ａに嵌合すると共にクリップ２７によって抜け止めされたピニオンギヤ２６が回転自在に軸支されている。
【００３３】
回転軸２３には、ピニオンギヤ２６を隔ててデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２に噛み合うドライブギヤ２８ａ及び各ピニオンギヤ２６に噛み合うサイドギヤ２８ｂが形成された出力軸２８が回転自在に軸支されると共に、無段変速機１０セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９に噛み合うと共に各ピニオンギヤ２６に噛み合うサイドギヤ３０ｂが形成されたドリブンギヤ３０が回転自在に軸支され、ドリブンギヤ３０とケーシング２との間に切換手段３１が配置されている。
【００３４】
回転軸２３に穿設された潤滑油供給孔２４は、潤滑油噴出孔２４ａ、２４ｂ、２４ｃ等を介して各々回転軸２３と出力軸２８との摺動部、ピニオン嵌合部２３ａとピニオンギヤ２６の摺動部、及び回転軸２３とドリブンギヤ３０の摺動部に連通し、潤滑油供給孔２４からの潤滑油を該部に供給するように構成されている。
【００３５】
切換手段３１は、ドリブンギヤ３０とベアリング２２との間で回転軸２３にスプライン嵌合して設けられたハブ３２と、ハブ３２に常時スプライン嵌合するスリーブ３３と、ドリブンギヤ３０に設けられたスプライン３０ａと、回転軸２３と同軸上で先端にスプライン３４ａが形成さたリング状でケーシング２に取付ボルト３５によって取り付けられた係止部材３４によって形成される。ここでスリーブ３３は、ハブ３２にのみ噛み合うニュートラル位置Ｎと、ハブ３２とドリブンギヤ３０のスプライン３０ａとに共に噛み合う前進位置Ｄと、ハブ３２と係止部材３４のスプライン３４ａとに共に噛み合う後退位置Ｒとの間で回転軸２３の延在方向に移動可能に構成されている。なお、このスリーブ３３のニュートラル位置Ｎ、前進位置Ｄ、後退位置Ｎの各位置への切り換え動作は電動モータ、油圧シリンダ機構、空気圧シリンダ機構等のアクチュエータによって行われる。
【００３６】
このスリーブ３３が前進位置Ｄにおいて、ドリブンギヤ３０と回転軸２３がスリーブ３３及びハブ３２を介して動力伝達可能に結合され、無段変速機１０のセカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９からドリブンギヤ３０に伝動された動力は、図４（ａ）に動力伝達系路を太線で示すようにドリブンギヤ３０からスリーブ３３、ハブ３２を介して回転軸２３に伝達され、回転軸２３からピニオン軸２５及びピニオンギヤ２６介して出力軸２８に伝達されると共に、ドリブンギヤ３０からピニオン２６を介して出力軸２８に伝達され、ドリブンギヤ３０と回転軸２３及び出力軸２８が一体的に回転し、ドリブンギヤ３０と同方向に一体的に回転する出力軸２８のドライブギヤ２８ａによってデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２に伝動する。このときドライブギヤ２９、ドリブンギヤ３０、ドライブギヤ２８ａの歯車諸元に従って減速されてファイナルギヤ４２に動力伝達される。
【００３７】
また、スリーブ３３が後退位置Ｒにおいて、ドリブンギヤ３０と回転軸２３との伝動が解除され、回転軸２３がハブ３２及びスリーブ３３を介して係止部材３４に係止されてハウジング２に固定される。セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９からドリブンギヤ３０に入力された動力は、図４（ｂ）に動力伝達系路を太線で示すようにドリブンギヤ３０のサイドギヤ３０ｂに噛み合うピニオンギヤ２６が回転駆動され、ピニオンギヤ２６を介してサイドギヤ２８ｂが噛み合う出力軸２８をドリブンギヤ３０と反対方向に回転駆動する。そして出力軸２８のドライブギヤ２８ａによってデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２に伝動する。このとき、ドライブギヤ２９、ドリブンギヤ３０、ドライブギヤ２８ａ、及びドリブンギヤ３０のサイドギヤ３０ｂ、出力軸２８のサイドギヤ２８ｂ等の歯車諸元に従って減速されてファイナルギヤ４２に動力伝達される。
【００３８】
また、スリーブ３３がニュートラル位置Ｎにおいて、セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９からドリブンギヤ３０に入力された動力は、図４（ｃ）に動力伝達系路を太線で示すように、ドリブンギヤ３０は回転しても回転軸２４及びピニオンギヤ２６が空転してこれ以降への動力伝達は行われない。
【００３９】
デファレンシャル装置４０は、ケーシング２に回転自在に支持された中空状のデフケース４１を有し、デフケース４１に前後進切換装置２０の出力軸２８に形成されたドライブギヤ２８ａに噛み合うファイナルギヤ４２が設けられ、かつデフケース４１内にはデフケース４１に両端が支持されたピニオン軸４３により一対のピニオン４４が設けられ、両ピニオン４４に左右の各サイドギヤ４５が噛み合い、両サイドギヤ４５から図示しないジョイント及びアクスル軸を介して左右の駆動輪に動力伝達されるように構成されている。
【００４０】
次に、このように構成された車両駆動装置１の作動を説明する。
【００４１】
前進時には、発進クラッチ７が締結状態で、前後進切換機構２０の切換手段３１のスリーブ３３が、ハブ３２とドリブンギヤ３０のスプライン３０ａとに共に噛み合う前進位置Ｄに設定される。これによりエンジンによりトルクコンバータ３及び発進クラッチ７を介して無段変速機１０のプライマリ軸１１がエンジンと同一方向に回転駆動される。そして、無段変速機１０で無段変速した動力がセカンダリ軸１２に出力し、セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９に噛み合う前後進切換装置２０のドリブンギヤ３０を回転駆動する。
【００４２】
ドリブンギヤ３０が回転駆動された前後進切換機構２０は、スリーブ３３が前進位置Ｄであり、ドリブンギヤ３０と回転軸２３がスリーブ３３及びハブ３２を介して動力伝達可能に結合され、ドライブギヤ２９からドリブンギヤ３０に入力された動力がドリブンギヤ３０から回転軸２３に伝達されると共に、ドリブンギヤ３０からピニオン２６を介して出力軸２８に伝達されてドリブンギヤ３０と回転軸２３及び出力軸２８が一体的に回転し、ドリブンギヤ３０と同方向に一体的に回転する出力軸２８のドライブギヤ２８ａによってデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２を回転駆動する。そして、デファレンシャル装置４０の左右のサイドギヤ４５からジョイント及びアクスル軸を介して左右の駆動輪に動力伝達される。
【００４３】
この前進状態から、例えば後退への切り換えは、車両を停止して前後進切換機構２０に設けられた切換手段３１のスリーブ３３を前進位置Ｄからニュートラル位置Ｎを経て後退位置Ｒに移動することによって行われる。
【００４４】
この切り換えの際、スリーブ３３が前進位置Ｄからニュートラル位置Ｎへの切り換えによりスリーブ３３は、ドリブンギヤ３０のスプライン３０ａとハブ３２との結合が解除されてハブ３２にのみ嵌合し、ドリブンギヤ３０が出力軸２８に対して空転可能な状態になり、ドリブンギヤ３０に噛み合うドライブギヤ２９が設けられた無段変速機１０のセカンダリ軸１２は回転可能な状態に維持される。ここで、無段変速機１０がＬＯＷ側への変速制御が十分にされていない場合には、発進クラッチ７の締結状態が引き続き連続して維持され、エンジンによるプライマリ軸１１の回転駆動を続けると共に、無段変速機１０をＬＯＷ側へ変速制御した後に発進クラッチ７の締結が解除される。
【００４５】
しかる後、スリーブ３３がハブ３２にのみ嵌合するニュートラル位置Ｎからハブ３２と係止部材３４のスプライン３４ａとに係合する後退位置Ｒに切り換えられる。このスリーブ３３の後退位置Ｒへの切り換えにより、前後進切換機構２０のドリブンギヤ３０と回転軸２３の動力伝達が解除され、回転軸２３が係止部材３２に固定され、かつ発進クラッチ７が締結される。
【００４６】
これによりエンジンによってトルクコンバータ３及び発進クラッチ７を介して無段変速機１０のプライマリ軸１１がエンジンと同一方向に回転駆動される。そして、無段変速機１０で無段変速した動力がセカンダリ軸１２に出力し、セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９に噛み合う前後進切換機構２０のドリブンギヤ３０を回転駆動する。
【００４７】
ドリブンギヤ３０に入力された動力は、ドリブンギヤ３０のサイドギヤ３０ｂとピニオンギヤ２６を介して噛み合うサイドギヤ２８ｂが形成された出力軸２８をドリブンギヤ３０と反対方向に回転駆動し、ドライブギヤ２８ａによってデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２を回転駆動する。そして、デファレンシャル装置４０から左右の駆動輪に動力伝達して後退発進する。この後退発進の際には、予め無段変速機１０がＬＯＷ側へ変速制御されていることから、このＬＯＷ側に変速制御された状態から円滑に発進することができる。
【００４８】
また、後退状態から前進への切り換えは、車両を停止して前後進切換機構２０に設けられた切換手段３１のスリーブ３３を後退位置Ｒからニュートラル位置Ｎを経て前進位置Ｄに移動することによって行われる。
【００４９】
この切り換えの際、スリーブ３３が後退位置Ｒからニュートラル位置Ｎへの切り換えによりスリーブ３３が、係止部材３４のスプライン３４ａとハブ３２との結合が解除されてハブ３２にのみ嵌合し、ドリブンギヤ３０が出力軸２８に対してピニオンギヤ２６等を介して空転が可能な状態になり、ドリブンギヤ３０に噛み合うドライブギヤ２９が設けられた無段変速機１０のセカンダリ軸１２は回転可能な状態に維持され、無段変速機１０がＬＯＷ側への変速制御が十分にされていない場合には、発進クラッチ７の締結状態が引き続き連続して維持されてエンジンによるプライマリ軸１１の回転駆動を続けると共に、無段変速機１０をＬＯＷ側へ変速制御され、このＬＯＷ側に変速制御された状態からの円滑な前進発進が確保できる。
【００５０】
これにより、例えば車両の前進及び後退が繰り返される縦列駐車や、車庫入れ等の際、及び駐車後の車両発進等における各発進が、無段変速機１０がＬＯＷ側へ変速制御された状態から行われ、円滑な車両の発進が開始されて操縦性及び取り回し性が得られる。
【００５１】
また、前後進切換機構２０が、ケーシング２に回転自在に支持された回転軸２３に設けられたピニオン軸２５にピニオンギヤ２６を設け、回転軸２３にデファレンシャル装置４０のファイナルギヤ４２に噛み合うドライブギヤ２８ａ及び各ピニオンギヤ２６に噛み合うサイドギヤ２８ｂが形成された出力軸２８を回転自在に設けると共に、セカンダリ軸１２に設けられたドライブギヤ２９に噛み合うと共に各ピニオンギヤ２６に噛み合うサイドギヤ３０ｂを備えたドリブンギヤ３０を回転軸２３に回転自在に配置した構成は、従来の高精度が要求されるプラネタリギヤを用いた前後進切換機構に比べ、各構成部材の要求精度及び構成部材の組み立ての要求精度が大幅に緩和できる。更に、切換手段３１がドリブンギヤ３０と回転軸２３を動力伝達可能に結合する前進状態と、回転軸２３をケーシング２に結合する後退状態と、ドリブンギヤ３０と回転軸２３及び回転軸２３とケーシング２との結合を共に解除するニュートラル状態に切り換える比較的簡素な構成で形成され、大幅な製造コストの低減が期待できる。
【００５２】
また、切換手段３１が回転軸２３に設けられたハブ３２と、ハブ３２に噛み合うスリーブ３３と、ドリブンギヤ３０のスプライン３０ａと、スプライン３４ａが形成さた係止部材３４等によって構成でき、従来の多板クラッチや多板ブレーキによって形成された前進用クラッチ及び後退用ブレーキによる作動切換による前後進切換機構に比べ大幅な簡素化及びコンパクト化が得られ、かつ製造コストの抑制が可能である。
【００５３】
また、従来の横置き配置されたエンジンのクランク軸と同軸上にトルクコンバータ、前後進切換機構、無段変速機を配置した駆動装置に対し、トルクコンバータと無段変速機との間の短縮が可能になり、車幅方向における駆動装置全長の短縮が可能となり、駆動装置のコンパクト化が可能になると共に、エンジンルーム内への車載性及びエンジンルーム内の作業性の向上が期待できる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明した本発明の車両用駆動装置及び前後進切換機構によると、前後進切換機構が、固定部材に軸支された回転軸に設けられたピニオン軸にピニオンギヤを設け、回転軸にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが形成された出力軸を回転自在に設けると共に、セカンダリ軸によって伝動されると共にピニオンギヤに噛み合うサイドギヤを有するドリブンギヤを回転軸に回転自在に配置し、切換手段によってドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進状態と、回転軸をケーシングに結合する後退状態と、ドリブンギヤと回転軸及び回転軸と固定部材との結合を共に解除するニュートラル状態に切り換える比較的簡素な構成で形成され、従来の高精度が要求されるプラネタリギヤを用いた前後進切換機構に比べ、各構成部材の要求精度及び構成部材の組み立ての要求精度が大幅に緩和でき、大幅な製造コストの低減が期待できる。
【００５５】
また、例えば、前進状態から後退状態、或いは後退状態から前進状態に切り換える際、ニュートラル状態に切り換えられてドリブンギヤが出力軸に対して空転が可能な状態になり、停車状態における無段変速機をＬＯＷ側へ変速制御でき、このＬＯＷ側に変速制御された状態からの円滑な後退或いは前進発進が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用駆動装置の全体概要を示すスケルトン図である。
【図２】前後進切換機構の要部断面図である。
【図３】図１のＡ部拡大図である。
【図４】前後進切換機構の作動説明図であり、（ａ）は前進状態を示し、（ｂ）は後退状態を示し、（ｃ）はニュートラル状態を示す図である。
【図５】従来の車両駆動装置の概要を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
１ 車両用駆動装置
２ ケーシング（固定部材）
３ トルクコンバータ
４ 入力軸
１０ ベルト式無段変速機
１１ プライマリ軸
１２ セカンダリ軸
１３ プライマリプーリ
１４ セカンダリプーリ
１５ 駆動ベルト
２０ 前後進切換機構
２３ 回転軸
２５ ピニオン軸
２６ ピニオンギヤ
２８ 出力軸
２８ａ ドライブギヤ
２８ｂ サイドギヤ
２９ ドライブギヤ
３０ ドリブンギヤ
３０ａ スプライン
３０ｂ サイドギヤ
３１ 切換手段
３２ ハブ
３３ スリーブ
３０ａ スプライン
３４ａ スプライン
３４ 係止部材
４０ デファレンシャル装置
４２ ファイナルギヤ
Ｎ ニュートラル位置
Ｄ 前進位置
Ｒ 後退位置
Claims (5)
- プライマリ軸に設けられたプーリ溝幅が可変のプライマリプーリとセカンダリ軸に設けられたプーリ溝幅が可変のセカンダリプーリとに駆動ベルトを巻き掛け、各プーリのプーリ溝幅を変えることによって各プーリに対する駆動ベルトの有効巻き付け径の比率を変えて無段階に変速するベルト式無段変速機と、前後進切り換えする前後進切換機構と、駆動輪に動力伝達するデファレンシャル装置とを備えた車両用駆動装置において、
上記前後進切換機構は、
固定部材に回転自在に支持された回転軸と、
上記回転軸に該回転軸の軸心と直交して配置されたピニオン軸と、
該ピニオン軸に回転自在に軸支されたピニオンギヤと、
上記回転軸に回転自在に軸支されて上記デファレンシャル装置に伝動すると共に上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられた出力軸と、
上記回転軸に回転自在に軸支されて上記セカンダリ軸から伝動されると共に、上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられたドリブンギヤと、
上記ドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進位置、上記回転軸を固定部材に固定する後退位置、ドリブンギヤと回転軸の間及び回転軸と固定部材の間の回転を許容するニュートラル位置の各位置に切り換える切換手段と、
を備えたことを特徴とする車両用駆動装置。 - 上記切換手段は、
上記ドリブンギヤに設けられたスプラインと、
上記固定部材に設けられたスプラインと、
該ドリブンギヤと上記固定部材との間で上記回転軸に設けられたハブと、
上記ハブに常時スプライン嵌合するスリーブとを備え、
上記スリーブが、ハブにのみ噛み合うニュートラル位置と、上記ハブとドリブンギヤのスプラインとに共に噛み合う前進位置と、上記ハブと固定部材のスプラインとに共に噛み合う後退位置との各位置に移動するこことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。 - エンジン側からの動力を前後進切り換えしてデファレンシャル側に出力する車両用駆動装置の前後進切換機構において、
固定部材に回転自在に支持された回転軸と、
該回転軸に回転軸の軸心と直交して配置されたピニオン軸と、
該ピニオン軸に回転自在に軸支されたピニオンギヤと、
上記回転軸に回転自在に軸支されて上記デファレンシャル側に伝動すると共に上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられた出力軸と、
上記回転軸に回転自在に軸支されて上記エンジン側から伝動されると共に上記ピニオンギヤに噛み合うサイドギヤが設けられたドリブンギヤと、
上記ドリブンギヤと回転軸を動力伝達可能に結合する前進位置と上記回転軸を固定部材に固定する後退位置の各位置に切り換える切換手段と、
を備えたことを特徴とする車両用駆動装置の前後進切換機構。 - 上記切換手段は、
該切換手段によって切り換えられるドリブンギヤと回転軸の間及び回転軸と固定部材の間の回転を許容するニュートラル位置を有することを特徴とする車両用駆動装置の前後進切換機構。 - 上記切換手段は、
上記ドリブンギヤに設けられたスプラインと、
上記固定部材に設けられたスプラインと、
該ドリブンギヤと上記固定部材との間で回転軸に設けられたハブと、
上記ハブに常時スプライン嵌合するスリーブとを備え、
上記スリーブが、ハブにのみ噛み合うニュートラル位置と、上記ハブとドリブンギヤのスプラインとに共に噛み合う前進位置と、上記ハブと固定部材のスプラインとに共に噛み合う後退位置との各位置に移動するこことを特徴とする請求項４に記載の車両用駆動装置の前後進切換機構。
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